Python pour les SHS

Des fonctions aux bibliothèques

Émilien Schultz - Léo Mignot

Où en sommes-nous ?

Mais pas de panique : il n’est pas nécessaire de tout savoir pour programmer.

Petit récapitulatif des notions

  • Principal objectif : lire un script
  • Les étapes d’exécution / les blocs
  • La création de variables/objets
  • Les entrées sorties

Il existe beaucoup de cheatsheet avec les notions qui vous permettent d’avoir une idée de l’étendue du langage (jetez un coup d’oeil).

À avoir en tête : des objets partout

Et certains qu’on définit nous-même.

Montée en abstraction

Transformer le code en modules réutilisables

  • Les fonctions
  • Les modules
  • Les bibliothèques

Et tout réunir dans des scripts avec vos données

Les fonctions en programmation

Une fonction est un bloc code (une série d’opérations) qui part de certaines entrées, fait des actions, et potentiellement retourne des valeurs

  • On déclare une fonction
    • Ses arguments d’entrée
    • Sa sortie qu’elle renvoie
    • Son nom
    • Les opérations qu’elle réalise (avec effets de bord)
  • On l’exécute ensuite

Fonctions de base de Python

  • print
  • input
  • type
  • len
  • range
  • max
  • sorted
  • list
  • …

Possibilité de définir ses propres fonctions

Opérateurs def et return

def nom_de_la_fonction(entrée1, entrée2, ...):
    """
    DOCSTRING
    """
    opération 1
    opération 2
    return sortie

Une fois définie, il est possible d’utiliser cette fonction

nom_de_la_fonction(val1, val2)

Une fonction est aussi un objet …

Application : mettre en fonction le script de la séance 2

  • Entrée : un texte et le seuil de lettre
  • Ecrire une docstring
  • Renvoyer à la sortie le dictionnaire d’informations

Au-delà du langage

Langage, module et bibliothèques

Bibliothèque standard

Module de la librairie standard

  • os
  • math
  • time
  • …

Importation directe

import math

Exemples

Obtenir le temps actuel

import time
time.time()
1747985066.778006

Calculer une racine carrée

import math
math.sqrt(100)
10.0

Prendre toutes les paires d’un ensemble

import itertools
ensemble = "abcd"
for i in itertools.combinations(ensemble, 2):
    print(i)
('a', 'b')
('a', 'c')
('a', 'd')
('b', 'c')
('b', 'd')
('c', 'd')

Au-delà, codes Python non-standards

Un vaste ensemble de contenus

Du module à la bibliothèque

  • Module : un fichier .py qui contient le code
  • Package : une collection de modules dans un dossier
  • Bibliothèque : un ensemble interdépendant de code

Pour complexifier, ces éléments peuvent se retrouver à plusieurs endroits …

  • Dépôt officiel
  • Page github
  • …

Intermède

Créons notre module Python avec la fonction créée au début de la séance

  • Mettre la déclaration de la fonction dans un fichier .py
  • L’importer pour l’utiliser

Cela permet de rendre notre code plus modulaire.

Bibliothèques publiées

Un dépôt centralisé et un outil pip pour installer facilement

Commentaires

  • tous les codes ne sont pas publiés
  • pip installe les dépendances déclarées
  • la publication d’une bibliothèque nécessite de recourir à des outils
    • poetry, flit, etc.

La situation

  • De nombreux codes
  • Une partie publiée mais sans vérification
    • Anciens
    • Buggés

Se repérer dans cette jungle …

SciPy : quelques bibliothèques intégrées

Chaque bibliotèque a son histoire…

Numpy : l’infrastructure numérique

Matplotlib : l’infrastructure graphique

SciPy : boîte à outils du computationnel scientifique

Pandas : statistiques dans les tableaux

Seaborn : visualisations scientifiques avancées

Scikit-learn : tout le machine learning

SpaCy : NLP facile

Streamlit : Construire des applications

Transformers

NB : Generative AI exists because of the transformer (explication par le Financial Times)

Et bien d’autres :

  • Networkx pour l’analyse de réseau
  • BeautifulSoup pour traiter des données html
  • Dask pour le calcul Big Data
  • Plotly pour des figures interactives
  • …

Démarche quand on a une question

  • Identifier la bibliothèque pertinente - attention, les choses peuvent changer
  • Lire la documentation / installer
  • Tester sur un petit exemple
  • Intégrer les fonctions dont on a besoin
  • Éventuellement : développer de la virtuosité

En synthèse

  1. Développer des compétences sur des bibliothèques stables
  2. … son sens de l’orientation dans l’open source
  3. … regarder régulièrement ce qui se fait.

Et surtout : lire la documentation et les exemples !

Comment réduire son code ?

  • Des stratégies pour avoir du code plus compact
    • Exemple de la compréhension de liste
    • Éviter la redondance
  • Le décomposer en blocs faciles à lire
  • Créer des fonctions
  • Créer un module à part
  • Créer une bibliothèque …

En pratique

On veut récupérer la page web de l’université pour savoir si on parle de science ouverte.

Comment faire ?

Etape 0 : traduire l’opération

Programmer c’est décomposer en étapes

  • une page web s’obtient par une requête URL
  • veut donc :
    • avoir une url
    • faire la requête
    • récupérer le contenu
    • regarder si notre contenu est dedans

Solution 1 : le module standard

Module urllib.request, avec sa documentation

from urllib.request import urlopen
url = "https://www.cuso.ch/"
with urlopen(url) as response:
    body = response.read()

Rien besoin d’installer, mais pas une interface très facile à prendre en main.

Solution 2 : une bibliothèque

Importance de la documentation

  • Important de lire les documentations
  • Important d’écrire de la documentation

Python a une bonne documentation généralement

Installation et tentatives

Pour installer une bibliothèque, une ligne de commande

pip install NOM

  • Dernière version compatible
  • Installe aussi les dépendances
  • Possibilité de préciser la version à installer

Application

Dans un notebook

  • installer requests
  • lire la documentation
  • récupérer une page
  • voir le type des objets manipulés
  • regarder le contenu récupéré
  • comment tester la présence d’éléments dans la page

Chemins & fichiers

  • Important de se repérer sur l’ordinateur
  • Le dossier courant est .
  • Travailler en ligne de commande
  • Possibilité d’utiliser le module os pour créer des dossiers
  • Module pathlib pour manipuler des objets Path

Gérer du html

  • Parser du HTML c’est pas évident
  • Le problème est courant
  • Il doit donc exister une bibliothèque
  • Jetons un coup d’oeil sur BeautifulSoup

Bonus : parler des IDE

Où coder ?

  • JupyterLab
  • Visual Studio Code
  • Atom
  • Sublime
  • PyCharm
  • NetBeans
  • …

Linters et formatters

Améliorer la structure de son code

Et tester les types